CN210644787U - 一种基于人工智能的呼吸麻醉机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种基于人工智能的呼吸麻醉机，包括数据采集单元、前置放大电路、高通滤波电路、次级放大电路、低通滤波电路、电平抬高电路、A/D转换电路、MCU控制器和报警电路；本实用新型能够将数据采集单元采集到的数据进行放大、滤波、电平抬高后通过A/D转换电路进行模数转换处理，将转换后的数据发送至MCU控制器进行处理，当检测到病人呼吸频率不正常或病户潮气量不正常或病户气道压力不正常时，自动驱使报警电路内蜂鸣报警以及信号指示灯进行工作，从而完成现场报警，有利于医生及时了解和发现病情，提高医生的诊断效率。
Description
技术领域
本实用新型属于呼吸麻醉机的技术领域，具体涉及一种基于人工智能的呼吸麻醉机。
背景技术
人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的，其可应用于呼吸麻醉机。
麻醉呼吸机能将液体麻醉药物，如安氟醚，异氟醚，七氟醚等，转变为蒸汽与氧气混合，随气体供给病人实现全身麻醉，而且能辅助危重病人麻醉过程中的呼吸，以便于病人安全顺利的接受手术，麻醉呼吸机已成为当前重大手术不可缺少的设备，如今，医院内的用电设备较多，经常出现由于电压不稳而导致检测误差的现象发生，其检测分析的准确性低，误报警的概率高。
实用新型内容
本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种心电信号稳定、报警正确性高，且基于人工智能的呼吸麻醉机。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种基于人工智能的呼吸麻醉机，包括数据采集单元、前置放大电路、高通滤波电路、次级放大电路、低通滤波电路、电平抬高电路、A/D转换电路、MCU控制器和报警电路，所述前置放大电路的输入端与数据采集单元电连接，所述前置放大电路的输出端与高通滤波电路的输入端电连接，所述高通滤波电路的输出端与次级放大电路的输入端电连接，所述次级放大电路的输出端与低通滤波电路的输入端电连接，所述低通滤波电路的输出端与电平抬高电路的输入端电连接，所述电平抬高电路的输出端与A/D转换电路的输入端电连接，所述A/D转换电路的输出端与MCU控制器的输入端电连接，所述MCU控制器的输出端与报警电路的输入端电连接。
进一步地，所述前置放大电路包括放大器A1、放大器A2、放大器A3；所述高通滤波电路包括放大器A4；所述次级放大电路包括放大器A5；所述低通滤波电路包括放大器A6；所述电平抬高电路包括放大器A7；所述A/D转换电路包括放大器A8、放大器A9、放大器A10和三极管Q1；所述报警电路包括放大器A11和放大芯片U1，所述放大芯片U1的型号为LM386M。
所述放大器A1的反相输入端串接电阻R1后与数据采集单元的输出正端相连，数据采集单元的输出负端串接电阻R7后与放大器A3的同相输入端相连，放大器A3的反相输入端依次串接电阻R6、电阻R4、电阻R2后与放大器A1的同相输入端相连，电阻R2与电阻R4之间的连线串接电阻R3后分别与放大器A1的输出端、电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与放大器A2的反相输入端相连，放大器A2的同相输入端串接电阻R9后分别与放大器A3的输出端、电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端与电阻R4、电阻R6之间的连线相连，电阻R9与放大器A2的同相输入端之间的连线串接电阻R10后接地；
放大器A2的输出端依次串接电容C1、电容C2后与放大器A4的同相输入端相连，电容C1与电容C2之间的连线串接电阻R11后分别与放大器A4的输出端、电容C4的一端、电阻R14的一端相连，电阻R14的另一端分别与放大器A4的反相输入端、电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端接地，电容C2与放大器A4的同相输入端之间的连线串接电阻R12后接地，电容C4的另一端与放大器A5的同相输入端相连，电容C4与放大器A5的同相输入端之间的连线串接电阻R18后接地，放大器A5的反相输入端串接电阻R17后分别与电阻R16的一端、滑动变阻器R15的滑动端、滑动变阻器R15的一端、电容C3的一端相连，滑动变阻器R15的另一端接地，电容C3的另一端分别与电阻R16的另一端、放大器A5的输出端、电阻R19的一端相连，电阻R19的另一端串接电阻R20后与放大器A6的同相输入端相连，电阻R19与电阻R20之间的连线串接电容C5后分别与放大器A6的反相输入端、放大器A6的输出端、A/D转换电路的输入端相连，电阻R20与放大器A6的同相输入端之间的连线串接电阻R21后接地；
所述放大器A6的输出端串接电阻R23后与放大器A7的反相输入端相连，放大器A7的同相输入端串接电阻R26后接地，电阻R23与放大器A7的反相输入端之间的连线分别与可变电阻R22的一端、电阻R24的一端、电阻R25的一端相连，可变电阻R22的另一端接地，电阻R24的另一端与VCC电源端相连，电阻R25的另一端分别与放大器A7的输出端、放大器A8的同相输入端、三极管Q1的发射极相连，三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的基极串接电阻R27后与放大器A10的输出端相连，放大器A10的同相输入端与二极管D1的负极相连，二极管D1的正极分别与放大器A9的同相输入端、电容C6的一端相连，电容C6的另一端与放大器A8的输出端相连，电阻R28并接在放大器A8的输出端与反相输入端之间，放大器A9的反相输入端串接电阻R29后接地，放大器A9的输出端串接电阻R30后与MCU控制器的输入端相连，MCU控制器的输入端与电阻R30之间的连线与放大器A10的反相输入端相连；
MCU控制器的输出端依次串接电容C7、滑动变阻器R31 后接地，滑动变阻器R31的滑动端与放大芯片U1的同相输入端相连，放大芯片U1的反相输入端与放大芯片U1的GND端相连后接地，放大芯片U1的VS端与VCC电源端相连，放大芯片U1的输出端串接电容C9后与蜂鸣器F1的一端相连，蜂鸣器F1的另一端接地，放大芯片U1的输出端与电容C9之间的连线依次串接电容C8、电阻R32后接地，放大芯片U1的BYP端接地。
优选地，所述数据采集单元包括：呼吸频率传感器、流量传感器和气道压力传感器。
优选地，所述放大芯片U1的型号为LM386M。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
本实用新型提供的一种基于人工智能的呼吸麻醉机，包括数据采集单元、前置放大电路、高通滤波电路、次级放大电路、低通滤波电路、电平抬高电路、A/D转换电路、MCU控制器和报警电路；本实用新型能够将数据采集单元采集到的数据进行放大、滤波、电平抬高后通过A/D转换电路进行模数转换处理，将转换后的数据发送至MCU控制器进行处理，当检测到病人呼吸频率不正常或病户潮气量不正常或病户气道压力不正常时，自动驱使报警电路内蜂鸣报警以及信号指示灯进行工作，从而完成现场报警，有利于医生及时了解和发现病情，提高医生的诊断效率。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型部分电路原理图；
图中：1为数据采集单元，2为前置放大电路，3为高通滤波电路，4为次级放大电路，5为低通滤波电路，6为电平抬高电路，7为A/D转换电路，8为MCU控制器，9为显示电路。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，一种基于人工智能的呼吸麻醉机，包括数据采集单元1、前置放大电路2、高通滤波电路3、次级放大电路4、低通滤波电路5、电平抬高电路6、A/D转换电路7、MCU控制器8和报警电路9，所述前置放大电路2的输入端与数据采集单元1电连接，所述前置放大电路2的输出端与高通滤波电路3的输入端电连接，所述高通滤波电路3的输出端与次级放大电路4的输入端电连接，所述次级放大电路4的输出端与低通滤波电路5的输入端电连接，所述低通滤波电路5的输出端与电平抬高电路6的输入端电连接，所述电平抬高电路6的输出端与A/D转换电路7的输入端电连接，所述A/D转换电路7的输出端与MCU控制器8的输入端电连接，所述MCU控制器8的输出端与报警电路9的输入端电连接，所述MCU控制器20为单片机系列。
具体地，将麻醉面罩放置于病人的面部，打开电源，数据采集单元1采集病人的血压、心电、呼吸等数据，将采集到的信号数据发送至前置放大电路2，前置放大电路2进行初步放大，放大后的信号通过高通滤波电路3过滤掉低频干扰，过滤后的信号发送至次级放大电路4，次级放大电路4对信号再次放大，并将放大后的信号发送至低通滤波电路5，低通滤波电路5过滤掉高频干扰，通过电平抬高电路6将信号进行电平抬高并将信号传输至A/D转换电路7，A/D转换电路7将模拟信号换成数字信号后发送至MCU控制器8，MCU控制器8诊断分析处理，当检测到病人呼吸频率不正常或病户潮气量不正常或病户气道压力不正常时，自动驱使报警电路9内蜂鸣报警以及信号指示灯进行工作，从而完成现场报警，有利于医生及时了解和发现病人的病情，也减轻了病人的痛苦，提高医生的诊断效率。
如图2所示，所述前置放大电路2包括放大器A1、放大器A2、放大器A3；所述高通滤波电路3包括放大器A4；所述次级放大电路4包括放大器A5；所述放大器A5的型号为LM324；所述低通滤波电路5包括放大器A6；所述电平抬高电路6包括放大器A7；所述A/D转换电路7包括放大器A8、放大器A9、放大器A10和三极管Q1；所述报警电路9包括放大器A11和放大芯片U1；
所述放大器A1的反相输入端串接电阻R1后与数据采集单元1的输出正端相连，数据采集单元1的输出负端串接电阻R7后与放大器A3的同相输入端相连，放大器A3的反相输入端依次串接电阻R6、电阻R4、电阻R2后与放大器A1的同相输入端相连，电阻R2与电阻R4之间的连线串接电阻R3后分别与放大器A1的输出端、电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与放大器A2的反相输入端相连，放大器A2的同相输入端串接电阻R9后分别与放大器A3的输出端、电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端与电阻R4、电阻R6之间的连线相连，电阻R9与放大器A2的同相输入端之间的连线串接电阻R10后接地；
放大器A2的输出端依次串接电容C1、电容C2后与放大器A4的同相输入端相连，电容C1与电容C2之间的连线串接电阻R11后分别与放大器A4的输出端、电容C4的一端、电阻R14的一端相连，电阻R14的另一端分别与放大器A4的反相输入端、电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端接地，电容C2与放大器A4的同相输入端之间的连线串接电阻R12后接地，电容C4的另一端与放大器A5的同相输入端相连，电容C4与放大器A5的同相输入端之间的连线串接电阻R18后接地，放大器A5的反相输入端串接电阻R17后分别与电阻R16的一端、滑动变阻器R15的滑动端、滑动变阻器R15的一端、电容C3的一端相连，滑动变阻器R15的另一端接地，电容C3的另一端分别与电阻R16的另一端、放大器A5的输出端、电阻R19的一端相连，电阻R19的另一端串接电阻R20后与放大器A6的同相输入端相连，电阻R19与电阻R20之间的连线串接电容C5后分别与放大器A6的反相输入端、放大器A6的输出端、A/D转换电路的输入端相连，电阻R20与放大器A6的同相输入端之间的连线串接电阻R21后接地；
所述放大器A6的输出端串接电阻R23后与放大器A7的反相输入端相连，放大器A7的同相输入端串接电阻R26后接地，电阻R23与放大器A7的反相输入端之间的连线分别与可变电阻R22的一端、电阻R24的一端、电阻R25的一端相连，可变电阻R22的另一端接地，电阻R24的另一端与VCC电源端相连，电阻R25的另一端分别与放大器A7的输出端、放大器A8的同相输入端、三极管Q1的发射极相连，三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的基极串接电阻R27后与放大器A10的输出端相连，放大器A10的同相输入端与二极管D1的负极相连，二极管D1的正极分别与放大器A9的同相输入端、电容C6的一端相连，电容C6的另一端与放大器A8的输出端相连，电阻R28并接在放大器A8的输出端与反相输入端之间，放大器A9的反相输入端串接电阻R29后接地，放大器A9的输出端串接电阻R30后与MCU控制器8的输入端相连，MCU控制器8的输入端与电阻R30之间的连线与放大器A10的反相输入端相连；
MCU控制器8的输出端依次串接电容C7、滑动变阻器R31 后接地，滑动变阻器R31的滑动端与放大芯片U1的同相输入端相连，放大芯片U1的反相输入端与放大芯片U1的GND端相连后接地，放大芯片U1的VS端与VCC电源端相连，放大芯片U1的输出端串接电容C9后与蜂鸣器F1的一端相连，蜂鸣器F1的另一端接地，放大芯片U1的输出端与电容C9之间的连线依次串接电容C8、电阻R32后接地，放大芯片U1的BYP端接地。
具体地，A/D转换电路7的放大器A8和电阻R28组成一个缓冲隔离电路，放大器A9、放大器A10、二极管D1组成一个转换电路，该转换电路把模拟信号转换为数字电信号输出，缓冲隔离电路则起承上启下的作用，其可以避免模拟信号在前级的数据采集单元1、前置放大电路2、高通滤波电路3、次级放大电路4、低通滤波电路5、电平抬高电路6出现损耗的现像，并可以确保A/D转换电路7转换后的数字电信号不失真，A/D转换电路7将处理得到的数字电信号发送至MCU控制器8，通过MCU控制器8可将实时采集的各项数据发送至数据存储器50内，进行数据存储工作，防止数据丢失的同时还便于用户通过数据存储器50调查相关数据，符合用户的使用需求。
所述数据采集单元1包括：用于采集病户呼吸频率的呼吸频率传感器、用于采集病户潮气量的流量传感器和用于采集病户气道压力的气道压力传感器；流量传感器采用大流量气体质量传感器，气道压力传感器采用40PC系列微压传感器；数据采集单元1能够采集病人的综合生理指标，功能强大，实用性极强。
本实用新型能够采集病人的血压、心电、呼吸等数据，将采集到的数据经处理后发送至MCU控制器8，本实用新型能够避免由于电压不稳定而导致检测误差的现象发生，其检测分析的准确性高，可降低误报警的概率；在病人呼吸频率不正常或病人潮气量不正常或病户气道压力不正常时，可自动完成现场报警以及远程报警工作；此外，在防止数据丢失的同时还便于用户调查相关数据，符合用户的使用需求。
各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种基于人工智能的呼吸麻醉机，其特征在于：包括数据采集单元（1）、前置放大电路（2）、高通滤波电路（3）、次级放大电路（4）、低通滤波电路（5）、电平抬高电路（6）、A/D转换电路（7）、MCU控制器（8）和报警电路（9），所述前置放大电路（2）的输入端与数据采集单元（1）电连接，所述前置放大电路（2）的输出端与高通滤波电路（3）的输入端电连接，所述高通滤波电路（3）的输出端与次级放大电路（4）的输入端电连接，所述次级放大电路（4）的输出端与低通滤波电路（5）的输入端电连接，所述低通滤波电路（5）的输出端与电平抬高电路（6）的输入端电连接，所述电平抬高电路（6）的输出端与A/D转换电路（7）的输入端电连接，所述A/D转换电路（7）的输出端与MCU控制器（8）的输入端电连接，所述MCU控制器（8）的输出端与报警电路（9）的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的呼吸麻醉机，其特征在于：所述前置放大电路（2）包括放大器A1、放大器A2、放大器A3；所述高通滤波电路（3）包括放大器A4；所述次级放大电路（4）包括放大器A5；所述低通滤波电路（5）包括放大器A6；所述电平抬高电路（6）包括放大器A7；所述A/D转换电路（7）包括放大器A8、放大器A9、放大器A10和三极管Q1；所述报警电路（9）包括放大器A11和放大芯片U1；
所述放大器A1的反相输入端串接电阻R1后与数据采集单元（1）的输出正端相连，数据采集单元（1）的输出负端串接电阻R7后与放大器A3的同相输入端相连，放大器A3的反相输入端依次串接电阻R6、电阻R4、电阻R2后与放大器A1的同相输入端相连，电阻R2与电阻R4之间的连线串接电阻R3后分别与放大器A1的输出端、电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与放大器A2的反相输入端相连，放大器A2的同相输入端串接电阻R9后分别与放大器A3的输出端、电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端与电阻R4、电阻R6之间的连线相连，电阻R9与放大器A2的同相输入端之间的连线串接电阻R10后接地；
放大器A2的输出端依次串接电容C1、电容C2后与放大器A4的同相输入端相连，电容C1与电容C2之间的连线串接电阻R11后分别与放大器A4的输出端、电容C4的一端、电阻R14的一端相连，电阻R14的另一端分别与放大器A4的反相输入端、电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端接地，电容C2与放大器A4的同相输入端之间的连线串接电阻R12后接地，电容C4的另一端与放大器A5的同相输入端相连，电容C4与放大器A5的同相输入端之间的连线串接电阻R18后接地，放大器A5的反相输入端串接电阻R17后分别与电阻R16的一端、滑动变阻器R15的滑动端、滑动变阻器R15的一端、电容C3的一端相连，滑动变阻器R15的另一端接地，电容C3的另一端分别与电阻R16的另一端、放大器A5的输出端、电阻R19的一端相连，电阻R19的另一端串接电阻R20后与放大器A6的同相输入端相连，电阻R19与电阻R20之间的连线串接电容C5后分别与放大器A6的反相输入端、放大器A6的输出端、A/D转换电路的输入端相连，电阻R20与放大器A6的同相输入端之间的连线串接电阻R21后接地；
所述放大器A6的输出端串接电阻R23后与放大器A7的反相输入端相连，放大器A7的同相输入端串接电阻R26后接地，电阻R23与放大器A7的反相输入端之间的连线分别与可变电阻R22的一端、电阻R24的一端、电阻R25的一端相连，可变电阻R22的另一端接地，电阻R24的另一端与VCC电源端相连，电阻R25的另一端分别与放大器A7的输出端、放大器A8的同相输入端、三极管Q1的发射极相连，三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的基极串接电阻R27后与放大器A10的输出端相连，放大器A10的同相输入端与二极管D1的负极相连，二极管D1的正极分别与放大器A9的同相输入端、电容C6的一端相连，电容C6的另一端与放大器A8的输出端相连，电阻R28并接在放大器A8的输出端与反相输入端之间，放大器A9的反相输入端串接电阻R29后接地，放大器A9的输出端串接电阻R30后与MCU控制器（8）的输入端相连，MCU控制器（8）的输入端与电阻R30之间的连线与放大器A10的反相输入端相连；
MCU控制器（8）的输出端依次串接电容C7、滑动变阻器R31 后接地，滑动变阻器R31的滑动端与放大芯片U1的同相输入端相连，放大芯片U1的反相输入端与放大芯片U1的GND端相连后接地，放大芯片U1的VS端与VCC电源端相连，放大芯片U1的输出端串接电容C9后与蜂鸣器F1的一端相连，蜂鸣器F1的另一端接地，放大芯片U1的输出端与电容C9之间的连线依次串接电容C8、电阻R32后接地，放大芯片U1的BYP端接地。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的呼吸麻醉机，其特征在于：所述数据采集单元（1）包括：呼吸频率传感器、流量传感器和气道压力传感器。
4.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的呼吸麻醉机，其特征在于：所述放大芯片U1的型号为LM386M。
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| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200602 Termination date: 20210424 |
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